01绪论 地球科学概论

地球科学概论地震科学系地质教研室刘晓燕办公室：1号楼（主楼）2楼最西头培训教室旁电话mail:

lxy_818@本课程总学时数已授课时数尚需授课时数本学期授课时数剩余学时教学周数周学时数教学总时数其中讲授实验习题课复习课课程设计测验机动节假日占用64164645080202020上课时间与地点工程一班（1150211班）：周二1-2节（主校区,6＃教学楼，6＃506,4-19）周四1-2节（主校区,5＃教学楼，5＃5j24,4-19）工程二班（1150212班）：周三5-6节（主校区,5＃教学楼，5＃5n15,4-19）周五1-2节（主校区,6＃教学楼，6＃501,4-19）成绩结构平时成绩，占30%（考勤10%+作业20%）期中考试，占20%期末闭卷考试，占50%（卷面100分）课堂要求做好课堂笔记做好课前预习及时完成作业学习要求了解基本理论和获得必要知识掌握一些基本概念建立地质科学的思维方法学习一些实际技能增强探索自然的兴趣提高素养、关爱地球奠定勘查技术与工程的地质基础山体滑坡也是地震次生灾害的一种，这是日本新潟潟地震造成山体滑坡导致房层、桥梁被毁一、地质学1、地质学的定义地球科学

(Earth

science)通称地学。是地质学、地理学、海洋学、大气科学及其相关学科的总称。地质学（Geology）由两个希腊词汇ge(地球）和logia（论述）通过连词符o连接而成，意即关于地球的论述，包括关于地球的所有内容的研究。地质学(Geology)研究对象是地球.主要研究是岩石圈的物质组成、物理化学性质、结构构造、地球形状及表面特征、地球上生命的发生及演化、地壳运动的形成和发展，以及进行上述研究的相关科学技术。普通地质学(Physical

Geology)是对地质学的概况和基本知识、基本理论的概括介绍，它不是地质学的一个分支学科，是地质学的入门工具。地球系统科学(Earth

system

science)从整体论的观点出发，研究地球这个大系统内具有有机联系的了系统，即各圈层内部以及圈层之间的相互作用和运动变化的全过程、形成机制以及可能发生的发展变化趋势1）萌芽时期（～公元1450年）《诗经》记载“高岸为谷、深谷为陵”等对地壳变动的认识。

古希腊亚里士多德：“海陆变迁是按一定的规律在一定的时期发生的”。唐代(公元七世纪)书法家颜真卿著《颜鲁公麻姑仙坛记》中“东海三为桑田”的说法，是对海陆变迁过程的概括。2、地质学的发展历史亚里士多德（前384-前322年）颜真卿（709-784，一说709-785)沈括（1031～1095年）朱熹（1130.9.15～1200.3.9）沈括对海陆变迁、古气候变化、化石性质等做出较为正确的解释。朱熹科学的揭示了化石的成因。Georgius

Agricola

(1494

–

1555)李时珍（1518—1593）2、地质学的发展历史2).奠基时期（1450～1750年）德国的阿格里科拉对矿物、矿脉生成过程和水在成矿过程中的作用的研究，开创了矿物学、矿床学的先河。我国李时珍的《本草纲目》中记载了200多种矿物、岩石和化《徐霞客游记》对自然考察所获得的超越时代的成果徐霞客（1587,1,5—1641,3,8)他在山脉、水道、地质和地貌等方面的调查和研究都取得了超越前人的成就。徐霞客在完全没有政府资助的情况下，先后游历了江苏、安徽、浙江、山东、河北、河南、山西、陕西、福建、江西、湖北、湖南、广东、广西、贵州、云南等十六个省。东到浙江的普陀山，西到云南的腾冲，

南到广西南宁一带，北至河北蓟县的盘山，足迹遍及大半个中国。英国的胡克提出用化石记述地球历史；丹麦的斯泰诺提出地层层序律；（Robert

Hooke，1635—1703）Nicholas

Steno

(1638-1686)斯坦诺在解剖学研究中名气很大，一次，佛罗伦萨的大公爵给他送来了一具刚捕获的鲨鱼的头，供他解剖。当斯坦诺在检查鲨鱼的牙齿时，他发现这些牙齿很像人们在岩石中发现的“舌形石”。以前的人在解释舌形石时，把它说成是从天空上或月亮上掉下来的石头，还有的人认为它是从石头里长出来的。通过与鲨鱼牙齿的比较，斯坦诺终于得出了正确的解释：岩石中的舌形石就是古代鲨鱼的牙齿。斯坦诺首先发现了地层层序律。斯坦诺观察，在一系列地层中，盖在上面的地层的形状往往受到躺在下面的地层的影响，所以从时间上看，最年轻的岩石是最上面的一层，最古老的岩石是最下面的一层。火成岩要例外，因为它们不是从水中诞生的。3).形成时期（公元1750～公元1840年）18世纪末期地层、岩石成因的水成论和火成论的争论促进了地质学从宇宙起源论、自然历史和古老矿物学中分离出来，并逐渐形成了一门独立的学科。19世纪上半叶，灾变论和均变论争论对地质学思想方法产生了历史性的影响.2、地质学的发展历史赫顿James

Hutton（1726.6.3～1797.3.26）1726年6月3日生于爱丁堡1797年3月26日卒于爱丁堡。赫顿在英格兰爱丁堡大学法律系毕业后，转而从事医药学研究，1749年获莱登大学医学博士学位，后务农。1768年放弃农业，从事地质科学的研究。他所倡导的“均变说”为地质科学奠定了一块基石现代地质学之父英国史密斯(William

Smith,1769.3.23～1839.8.28)化石层序律在开凿运河的过程中获得了大量化石，经过整理发现每一地层各有其特定的化石，据此制订出世界上第一张系统的地层表。法国古生物学家居维叶(D.G.Cuvier,1769.8.23～

1832.5.13.)器官相关律在研究了大量动物器官的构造与机能以后，发现每一种形态的动物机体都是一个统一的体系，这个体系的第个局部在构造和机能上都是互相适应的，因此了解局部就能推知其整体。莱伊尔Charles

Leyll(1797-1875)Present

is

the

key

to

the

past“将今论古”他的巨著地质学原理使地质学真正成为一门科学。Lyell,

Charles

(1830).

Principles

of

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to

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the

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changes

of

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surface,

by

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vol.

1.

London:

John

Murray.Lyell,

Charles

(1832).

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Lyell,

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(1833).

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3.

London:

John

Murray.The

frontispiece

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Geology4）.发展时期（1840-1910年）各国开展区调，使地质学从区域地质向全球构造发展，推动了地质学各分支学科迅速发展。瑞士阿加西对冰川学研究；英国艾里、普拉特的地壳均衡理论；美国的霍尔和丹纳提出山脉形成的地槽学说；法国贝特朗提出造山旋回概念；奥格对地槽系和大陆区的划分；德国施蒂勒对地槽类型的划分使造山理论更加完善；奥地利休斯和俄国卡尔宾斯基则对地台作了系统的研究；2、地质学的发展历史休斯《地球的面貌》是19世纪地质学研究的总结，同时休斯用综合分析的方法，从全球的角度研究地壳运动在时间和空间上的关系，预示了20世纪地质学研究新时期的到来。Eduard

Suess

(August

20,

1831,

London

–

April

26,

1914,

Vienna)Suess,Eduard

(1885-1908)

Das

Antlitz

der

Erde

F.

Tempsky,

Vienna5）.现代地质学（1910年以来）石油地质学、水文地质学、工程地质学形成独立分支学科。基础学科稳步发展，分支学科相互渗透，基础科学与地质学结合，新技术方法应用，边缘学科。挪威的戈德施密特，苏联的费尔斯曼、维尔纳茨基创立了地球化学。英国的霍姆斯应用放射性原理进行了地质年代学的研究。地震波研究、高温高压岩石实验研究等，使地质学研究从定性到定量过渡，向微观和宏观两个方向发展。2、地质学的发展历史大陆漂移之父阿尔弗雷格·魏格纳（Alfred

Lothar

Wegener，1880年11月1日－1930年11月2日）德国魏格纳提出大陆漂移说美国赫斯、迪茨提出海底扩张理论。加拿大威尔逊提出转换断层，并创用板块一词。60年代中期美国摩根、法国勒皮雄等提出板块构造说，形成全球造运动的基本理论，标志着新地球观形成。二、地质学研究的对象和内容研究对象：地球:大气圈、水圈、生物圈、土壌圈等外部圈层，岩石圈、地幔、地核等内部圈层。地球外部：太阳系、银河系等。2.研究内容：研究岩石圈物质成分:研究岩石圈结构、构造和运动规律:研究岩石圈发展演化历史:研究地下资源寻找和勘探方法、地质环境评价对策:研究内容1:矿物与岩石黄铁矿金刚石石英及玛瑙可可西里

巴颜喀拉群浊积岩雅鲁藏布江缝合带枕状玄武岩昆仑山

纳赤台群糜棱岩研究内容2:

地球的圈层结构与特征研究内容2：地质构造褶皱构造断裂构造断块山断层谷全球洋底地貌图研究内容2:岩石圈板块运动7大洲在2亿4千万年前，还是一个完整的大陆。岩石圈板块的运动岩石圈板块的运全球地震分布规律地震带位于板块边界85%发生在海洋，15%发生在大陆鱼化石及化石的形成过程研究内容3:研究地球发展演化历史中生代白垩纪海底复原图辽宁省朝阳市发现的1亿两千万前孙氏孔子鸟复原图研究岩石圈物质组成：结晶学、矿物学、岩石学、矿床学、地球化学研究岩石圈结构、构造、运动特征和发展规律：构造地质学、大地构造学、地貌学、地球动力学、地震地质学研究岩石圈的演化历史、发展规律和古生物演化特征:地史学、地层学、古生物学研究地下资源找寻和勘探方法，以及地质环境对人类生活影响：（地质应用学科：矿床学、石油地质学、煤田地质学、水文地质学、工程地质学、环境地质学、城市地质学、旅游地质学）3.地质学的学科分支地质作用是指由于自然动力引起岩石圈或地球的物质组成、内部结构和地表形态变化的作用。引起变化的各种自然动力，称为地质营力。三、地质作用地质作用动力来源能量来源内动力外动力地热能太阳能日、月引力能重力能旋转能地壳运动地震作用岩浆作用变质作用风化作用侵蚀作用外动力

搬运作用地质作用

崩滑作用沉积作用固结成岩地质作用内动力

地质作用水平运动垂直运动侵入作用喷出作用接触变质作用气液变质作用动力变质作用区域变质作用风的地质作用河流地质作用地下水地质作用湖泊地质作用海洋地质作用冰川地质作用块体运动1.地壳运动主要是岩石圈的机械运动，使岩石圈发生变形和变位，如板块的分离、平移、俯冲、碰撞；区域性的沉陷与上升；岩层的褶皱和断裂等。（一）、内动力地质作用2.地震作用地震是岩石圈机械运动积累的能量造成岩石圈破裂突然释放引起的一种现象，由于地震波的传播引起地面快速颤动的作用。3.岩浆作用岩浆作用是指软流圈和岩石圈的中、下部内部集聚的高温熔融物质，顺通道移到浅部甚至喷出地面冷凝成岩石的地质过程。4.变质作用变质作用是指是由岩石圈内先存的岩石，在新的温度、压力条件下，也可能有外来气、液物质参与，使岩石在固态状况下发生结构、构造及矿物组合的改造过程。（二）、外动力地质作用风化作用侵蚀作用搬运作用崩滑作用沉积作用固结成岩岩岩石石的球状风化现象--岩石在原地因气温变化、大气、水、生物等的共同作用下逐步分解、破坏的过程。1.风化作用岩性

的差

异风

化形

成特

殊的

景观。沉积岩的风化现象。花岗岩中的风化穴岩性的影响生物风化之根劈现象2.

剥蚀作用--是风、冰川、地面流水、地下水、湖泊、海洋水等地质营力在其运动过程中使地表岩石破坏并脱离原地的地质过程。风蚀蘑菇风蚀谷上游的V形谷与瀑布V形谷与浅滩--运动着的介质（水、大气、冰川等）将风化剥蚀作用下来的产物进行搬离和卸载的过程称搬运。3.搬运作用沙漠中的新月形沙丘洪积物山洪爆发航空照片显示的蛇曲型河流冰川溶水形成辫状河具有固定河道的曲流河4.崩滑作用--这种作用特指基岩块体和松散堆积物在重力作用下崩落或沿斜坡下滑的过程。5.沉积作用--被搬运的物质达到适当场所，由于介质条件的变化发生沉淀、堆积的过程。冲沟与洪积扇黄河三角洲长江三角洲6.

固结成岩作用--松散的沉积物被压实、固结而形成岩石的地质过程称固结成岩作用。风成黄土砂岩砾岩外力作用

主要是太阳能风化、侵蚀、

搬运、崩滑、

沉积、固结成岩内力作用地球内部的热能地壳运动地震作用岩浆活动变质作用分类：能量来源：表现形式：影响：使地表隆起或拗陷，

削低高山，填平盆地，形成高山或盆地

使地表趋于平坦在内外力共同作用下，形成了地球上千姿百态的地形二者关系：一般地说，内力作用对地壳的发展变化起着主导作用地质作用（三）、内外动力地质作用的关系四

、地质学在当代经济建设中的作用1、来自岩石圈的三种资源金属和非金属资源能源资源：煤、石油和铀地下水资源查明地质构造

查明地壳稳定性查明地质环境对工程的影响2、城乡基本建设的需要自然灾害调查：地震、火山、崩塌、泥石流、地方病人为灾害调查：能源资源开采矿山环境问题、地下水超采、地面沉降、海水入侵、盐港化、土地开发利用、土壤退化、土地沙化、水土流失3、人类生存环境地质调